Entropía

Te explicamos qué es la entropía, en qué consiste la entropía negativa y algunos ejemplos de este grado de equilibrio de un sistema.

¿Qué es la entropía?

En física, la entropía (representada con la letra S) mide el grado de desorden o de equilibrio de un sistema termodinámico. Cuando ocurre una variación positiva de entropía, el sistema pasa a un estado de mayor desorden; en cambio, una variación negativa implica una mayor organización o menor desorden.

La entropía es un concepto fundamental de la Segunda Ley de la termodinámica, que establece que “la cantidad de entropía en el universo tiende a incrementarse en el tiempo”. En otras palabras, todo sistema tiende al desorden a lo largo del tiempo. Cuanto más cerca esté un sistema del equilibrio, mayor será su entropía y, por tanto, su potencial de desorden.

También puede entenderse la entropía como una medida de la energía interna no aprovechable de un sistema: aquella que no puede transformarse en trabajo útil, pero que existe y se acumula en un sistema determinado. 

Cuando un sistema pasa de un estado inicial a uno secundario, en un proceso isotérmico (de igual temperatura), la variación de entropía (S₂ – S₁ ) será igual a la cantidad de calor que intercambie el sistema con el medio ambiente, (Q₁→ Q₂ ), dividido por su temperatura. Esto se expresa según la siguiente ecuación:

S₂ – S₁  = (Q₁→ Q₂)/ T

Esto demuestra que solo se pueden calcular las variaciones de entropía en un sistema y no valores absolutos. El único punto en donde la entropía es nula es en el cero absoluto (0 K o -273,16 °C).

Ver además: Entalpía

Entropía negativa

La entropía negativa, sintropía o neguentropía, es la energía ordenada que un sistema libera o intercambia con su entorno para mantener bajo su nivel de desorden interno (entropía).

Este concepto fue desarrollado por el físico Erwin Schrödinger en 1943 y posteriormente desarrollado por otros investigadores de diversos campos del conocimiento, en especial, en la biología y la teoría de sistemas.

Ejemplos de entropía

A continuación se detallan algunos ejemplos cotidianos de entropía:

• La ruptura de un plato. Si consideramos el plato como un sistema ordenado y equilibrado, con un alto potencial entrópico, veremos que su fragmentación en pedazos representa un proceso natural e irreversible. No ocurre de manera espontánea el fenómeno inverso: los fragmentos no vuelven a unirse por sí solos.
• La descomposición radiactiva. Este proceso, también irreversible, conduce a que los átomos inestables, con alta carga entrópica, se transformen en otros más estables, liberando grandes cantidades de energía, lo que conocemos como radiación.
• El fin del universo. Según una teoría de la física contemporánea denominada «muerte térmica del universo», llegará un momento en que la entropía total alcanzará su punto máximo. En ese estado de equilibrio absoluto, cesará el movimiento y no habrá más transferencias de calor, por lo que dejarán de producirse transformaciones o evolución alguna.

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Referencias

• «Entropía» en https://www.britannica.com/
• «Introducción a la entropía» en https://es.khanacademy.org/
• «Segunda ley de la termodinámica y entropía» en https://es.khanacademy.org/